工程类基础工程PPT教学课件

第1章 绪 论
一、地基及基础的概念 二、本学科的发展概况 三、本课程的特点和学习要求
一、地基及基础的概念
建筑物
上部结构 基础 地基
建筑物的全部荷载均由其下的地层来承 担。受建筑物影响的那一部分地层称为地 基；建筑物向地基传递荷载的下部结构称 为基础。
上部结构
基础 地基
建筑物三部分示意图
建筑物的上部结构、基础和 地基三部分，功能不同，研究方 法各异，但它们又是建筑物的有机组成部分， 缺一不可、彼此联系、相互制约。所以，科 学的、理想的方法是将三部分统一起来进行 设计计算。
※ 几个特殊粒径：d10, d30 , d60 小于某粒径的土颗粒质量累积
百分数为10%时，相应的粒径称为有效粒径 d10。与之类似可以得到d30和d60（限定粒径）。 ※ 土颗粒的级配指标：
不均匀系数 Cu= d60/ d10
曲率系数 Cc=(d30)2/(d60× d10)
Cu反映大小不同粒组的分布情况。 Cu越大，表示土颗粒大小的分布范围 越大，其级配良好。
b.控制基础沉降使之不超过允许值（地基 土的变形问题）。
基础
浅基础 深基础
地基
天然地基 人工地基
二、本学科发展概况
作为工程技术，基础工程是一项古老的工 艺。如前所述，只要建造建筑物，注定离不 开地基和基础，因此，作为一项工程技术， 基础工程的历史源远流长。但人们只能依赖 于实践经验的不断积累和能工巧匠的技艺更 新来发展这项技术，囿于当时生产力发展水 平，基础工程还未能提炼成为系统的科学理 论。
作为应用科学，基础工程 又是一门年轻的学科。
作为本学科理论基础的土力学的发展历史 可以划分为古典土力学和现代土力学两个阶 段。
土力学
古典土力学
(1923~1960)
现代土力学
(1963~ ? )
一个原理 两个理论
一个模型 三个理论 四个分支
在土建、水利、桥隧、道路、 港口等有关工程中，以岩土体的 利用、改造与整治问题为研究对象的科技领 域，因其区别于结构工程的特殊性和各专业 岩土问题的共同性，已发展融合成为一个自 成体系的专业——“岩土工程”。它的研究 方法是由三种基本手段（数学模拟、物理模 拟和原位观测）综合而成。
基础工程
第一章
主讲教师
本课程的教材
高等学校推荐教材
地基及基础
（第三版）
华南理工大学、东南大学、浙江大学、湖南大学编，
中国建筑工业出版社，1998
本课程的主要内容
第1章 绪论； 第2章 土的物理性质及分类； 第3章 地基的应力和沉降； 第4章 土的抗剪强度； 第5章 土压力、地基承载力和土坡稳定性； 第6章 地基勘察； 第7章 浅基础常规设计； 第8章 桩基础； 第9章 软弱土地基处理
原生矿物 土颗粒的矿物成分 次生矿物
依目前的理论水平，还很难做到这一点。 尽管如此，我们在处理地基基础问题时，头 脑里一定要有地基-基础-上部结构相互作用 的整体概念，尽可能全面地加以考虑。
建筑物的地基和基础是建筑物 的根本，它们一旦出现问题，建筑 物的安全和正常使用必然受到影响。建筑物 的事故，绝大多数都与地基和基础有关。
组成地层的土或岩石是自然界的产物。建 筑物建造在地层上面，所以建筑物场地的工 程地质条件是决定地基基础设计和施工的先 决条件。
所谓岩土工程，即为土力学、工程地质学、 水文地质学和岩体力学的结合。
三、本课程的特点和 学习要求
1.特点：本课程涉及水文地质学、工程地 质学、土力学等几个学科领域，内容广泛、 综合性强。
2.学习要求：牢固掌握土力学中的基本概 念和基本原理，做到能够应用这些基本概念 和基本原理，结合有关建筑结构理论和施工 知识，分析和解决地基基础问题。
童小东
南京东南大学土木工程学院 P.C.：210096 Tel：025-3792461(O)，3791829(O)，
025-3794969(H) E-mail：
东南大学远程教育
基础工程
第二章
主讲教师 童小东
第2章 土的物理性质及 分类
第1节 概述 第2节 土的组成 第3节 土的三相比例指标 第4节 无粘性土的密实度 第5节 粘性土的物理特征 第6节 土的渗透性 第7节 地基土（岩）的分类
第1节 概述
※ 土是岩石风化的产物。
风 物理作用：岩石产生量的变化
化 化学作用
作
岩石产生质的变化
用 生物作用
残积土
土
风成沉积土
Hale Waihona Puke Baidu
运积土 水成沉积土
冰川沉积土
※ 土是三相体。
固相（土颗粒） 土 液相（水）
气相（气）
※ 饱和土中的孔隙均被水所充填， 所以饱和土为二相体。
第2节 土的组成
一、土的固相 （一）土的颗粒级配 ※ 按土颗粒粒径（d）大小将土颗粒分组， 称为粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限 粒径。
试 验
d<0.075mm 密度计法
移液管法
根据颗粒大小分析试验结果， 可以绘制颗粒级配累积曲线（横 坐标为粒径，用对数坐标表示；纵坐标为小 于某粒径的土重含量，用常数坐标表示）。
颗粒级配曲线的坡度可以大致反映土的 均匀程度。
曲线陡，表示粒径大小相差不多，土颗 粒比较均匀；曲线缓，表示粒径大小相差悬 殊，土颗粒不均匀，级配良好。
Cc描写累积曲线的分布范围，反映曲线的 整体形状。 在一般情况下，
<5，均粒土，为级配不良 Cu
>10，级配良好
单独用Cu来确定土的级配情况是 不够的，需同时参考Cc。
砾
类
Cu≥5
土
或
砂 类
Cc=1~3
土
级配良好
（二）土粒的矿物成分 矿物成分对土的性质有着重要
影响，其中以细粒组的矿物成分最为重要。
研究土体的应力、变形、强度、 渗流及稳定性的一门力学分支学科 称为土力学。
土力学是本课程的理论基础。 土力学所要研究的两大基本问题是土体的 变形和强度。
※ 地基基础设计必须满足 的基本条件
建筑物的建造使地基中原有的应力状态发 生变化，所以地基基础的设计必须满足：
a.作用于地基的荷载不超过地基的承载能 力（地基土的强度问题）；
巨粒：>60mm 土的粒组 粗粒：0.075~60mm
细粒：≤0.075mm
※ 土颗粒的大小及其组成情况， 通常以土中土颗粒各个粒组的相 对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表 示，称为土的颗粒级配。 ※ 土的颗粒级配可由土的颗粒大小分析试 验（简称颗分试验）测定。
颗 d>0.075mm 筛析法
分